暑い夏ですね！ドクターランナーが運動前後の科学的な水分補給の秘密を解明

著者：傅静波（北京大学第一病院主任外科医、北京医師ランニンググループ副リーダー）

編集者/ジ・ジンジン

画像出典/Visual China（署名のあるものを除く）

長距離ランニングの環境は湿度と高温を伴うことが多く、人体の水分と電解質イオンが大量に失われます。損失をどのように評価すればよいでしょうか?体内の正常な水分と電解質のバランスを維持し、脱水症や熱中症を防ぐために、運動の前後に水分と電解質を適切に補給するにはどうすればよいでしょうか?

これらの疑問を念頭に置き、本記事ではランニング愛好家の参考として、中国スポーツ科学協会 CSSA（中国スポーツ科学協会）やアメリカスポーツ医学会 MCSM（アメリカスポーツ医学会）などの機関の研究結果を紹介します。

脱水と電解質の不均衡による深刻な結果

比較的涼しい環境では、人体の熱は主に熱放射と対流によって放散されますが、暑い環境では、汗の蒸発が人体の熱を放散する主な方法です。発汗時には水分の損失に加え、汗に含まれる電解質も失われます。特に暑い環境での持続的な運動中は、失われた水分と電解質が適時に補給されないと、体が簡単に脱水症状に陥る可能性があります。

▲水と電解質は人体にとって非常に重要です。画像出典: 北京デイリークライアント

暑い環境では、脱水が体重の2％を超えると、有酸素運動能力が低下し、中枢神経系が損傷し、認知/精神症状を引き起こす可能性があります。寒い天候では、体重の 3% を超える脱水状態になると有酸素運動能力が低下します。骨格筋のけいれんは、脱水、電解質欠乏、筋肉疲労によっても引き起こされます。女性と高齢者は、激しい運動中および運動後に水分と電解質のバランスが崩れるリスクが高くなります。

激しい運動や過度な運動は横紋筋融解症を引き起こす可能性があり、脱水は横紋筋融解症を促進する要因の一つです。横紋筋融解症は、筋肉細胞が破壊され、筋肉細胞内の物質が血液中に漏れ出し、大量のミオグロビンが生じて腎機能障害を引き起こす病気です。脱水は横紋筋融解症による急性腎不全を引き起こし、悪化させる可能性もあります。入院した熱中症患者のうち、脱水症状と電解質異常を呈した患者の25%は横紋筋融解症も呈し、13%は急性腎不全を呈した。

▲横紋筋融解症によって引き起こされる症状は非常に多岐にわたります。画像出典: ihealth.com.tw

1988年、米国マサチューセッツ州警察訓練学校では、50人の訓練生が暑い環境の中で体操やランニングの練習を行った。研修初日、研修生は水分摂取を制限する必要がありました。参加者の1人は、ランニング中に運動関連熱中症、横紋筋融解症、腎不全、肝不全の合併症で死亡した。他の研修生13人も脱水症、横紋筋融解症、急性腎不全のため入院し、そのうち6人は急性腎不全のため血液透析が必要となった。学生全員がある程度横紋筋融解症を経験しました。

マラソンの前、最中、後に、ゆっくり走り、汗をほとんどかかず、水やその他の低張性飲料を過剰に摂取し、小柄で痩せているアスリートは、運動誘発性低ナトリウム血症を発症する可能性があります。

血中ナトリウム濃度が125 mmol/L以下になると、頭痛、嘔吐、手足の腫れ、落ち着きのなさ、異常な疲労、混乱（進行性脳症）、音を伴う息切れ（肺水腫）などの明らかな症状が現れます。血中ナトリウム濃度がさらに低下し、例えば 120 mmol/L を下回ると、呼吸停止、昏睡、永久的な脳障害などの症状が現れ、重篤な場合には死に至ることもあります。運動誘発性低ナトリウム血症の発生は多くの要因に関連していますが、一般的な要因としては、低張性飲料の過剰摂取と体内の総ナトリウム含有量が少なすぎることが挙げられます。女性は男性よりも運動誘発性低ナトリウム血症のリスクが高くなります。

運動前後に科学的に水分補給する方法

では、科学的に運動前と運動後に水分を補給するにはどのようにすればよいのでしょうか。また、いつ補給すればよいのでしょうか。

毎日の栄養豊富な食事は、人体の水分と電解質の正常なバランスを保つための基礎となります。一般的に言えば、肉を食べることは水分補給を促進するのに役立ちます。

運動の前後には、汗で失われた電解質（ナトリウムとカリウム）を補給するために、十分な水分（電解質ドリンク）を飲む必要があります。カフェインの摂取は、毎日の尿量や体液および電解質の状態に大きな変化をもたらしません。アルコールを摂取すると尿の量が増え、水分バランスの回復プロセスが遅れます。運動後にアルコールを飲むことは推奨されません。また、水分バランスを整えてから適度に飲むこともお勧めします。

1. 運動前に水分補給する

運動前の水分補給の目的は、運動を始める前に体を十分な水分補給状態と正常な電解質レベルにすることです。高強度のトレーニングや競技の4時間前から、体重に応じて徐々に水分補給（体重1kgあたり約5～7ml）することをお勧めします。その後排尿がなかったり、尿の色が濃い場合は、運動の2時間前までに体重に応じて（体重1kgあたり3～5ml程度）徐々に水分を補給してください。ナトリウム（20〜50 mg/L）を含む電解質水を飲むと、体内に摂取した水分をよりよく保持できます。一般的には15℃～21℃の温度で飲むのが適切ですが、温度や味の好みは個人や食文化によって大きく異なります。

2. 運動中の水分補給

運動中の水分補給の目的は、脱水症状を防ぎ（体重の 2% を超える水分損失を避ける）、電解質バランスを維持して運動パフォーマンスの低下を防ぐことです。補給の量と速度は、個人の発汗量、運動時間、水分補給の機会によって異なります。喉が渇いたときに水を飲むと、体はすでに脱水状態になっているので、運動中は段階的に水分を補給する必要があります（条件が許せば）。特に3時間以上続くスポーツ活動では、水分補給の頻度と量を計画することが大切です。運動が長く続くほど、体の水分需要と体液補給の間の不均衡の累積的な影響がより顕著になり、重症の場合は脱水症や希釈性低ナトリウム血症につながる可能性があります。

スポーツ（代謝能力、期間、衣服や装備）や気象条件の違い、およびその他の要因（体力、暑熱順応、トレーニングレベルなど）が各人の発汗損失率や発汗電解質濃度（下表参照）に影響を与えるため、水分と電解質の補給に関する普遍的なガイドラインを提供することは困難です。

上記の表からわかるように、さまざまな条件下では、予想される発汗量は 400 ml ～ 1800 ml/時間です。トレーニングや競技をしているアスリートは、体重の変化を監視して発汗量を推定し、自分に合った水分補給パターンを見つけることが推奨されます。

暑い時期に長時間運動する場合は、スポーツドリンクに少なくとも20～30mg/Lの塩化ナトリウム、2～5mg/Lのカリウムイオン、5%～10%の炭水化物が含まれていることが推奨されます。炭水化物の摂取は運動の強度を維持するのに役立ちます。 1時間以上の高強度の運動を継続的に行う場合は、1時間あたり30～60グラム程度の炭水化物を補給する必要があります。通常、スポーツドリンク（炭水化物濃度6%～8%）を1時間あたり1リットル消費します。炭水化物は、好ましくは混合糖（グルコース、スクロース、フルクトース、マルトースなどを含むエネルギージェルなど）であり、炭水化物濃度は通常 8% を超えません。炭水化物の濃度が高すぎると、胃腸の排出速度に影響し、胃の不快感や嘔吐を引き起こしやすくなります。

レース前の水分バランスが正常なマラソンランナーの場合、運動中は1時間あたり400～800mlの飲み物を自由に飲むことができることが研究で示されています。アスリートの走る速度が速いほど、体重が重いほど、あるいは気温が高いほど、より多くの水を飲む必要があります。逆に言えば、彼が飲む水は少なくなるはずです。例えば、時速8.5～15kmで体重50kgのアスリートが1時間あたり800mlの水を飲むと、体重は0.7～3.3%増加し、水分過剰につながります。しかし、体重90kgのアスリートが1時間あたり400mlの水を飲むと、体重は2.6%～3.9%減少し、過度の脱水症状につながります。

したがって、過度の脱水（ベースライン体重の 2% 未満の体重減少）を防ぐために、実際の状況に基づいて適切な水分補給計画を策定する必要があります。

3. 運動後は水分補給をする

運動後の水分補給の目的は、体内の水分と電解質の蓄えを完全に回復することです。運動中に水分と電解質を適切に補給していれば、運動後に通常の食事（適量のナトリウムを含む）と水を摂取するだけで、十分に蓄えを回復できます。この時に適量のナトリウムを摂取すると、水分補給が促進され、飲んだ水分が保持されます。単に水分を補給するだけでは、十分な水分状態への体の回復を妨げ、また、水を飲みすぎると過剰な尿の生成を促し、科学的な水分補給の目的が逆効果になってしまいます。

運動後に脱水症状（体重の 2% 以上が減少）になった場合は、12 時間以内に積極的に水分補給を行う必要があります。体の機能を早く完全に回復させたい場合には、自分の体重に応じて少なくとも1.5リットルの飲み物（電解質を含む）を補給して飲むことをお勧めします。余分な水分は尿として体外に排出されるため、排出される尿の量を補うために追加の水分が必要になります。

運動後に重度の脱水症状（体重の 7% 以上が減少）を起こし、吐き気、嘔吐、下痢を伴う場合、または飲み物を飲むことができない場合は、すぐに医師の診察を受け、点滴を受ける必要があります。

参考文献:

1.運動と水分補給（MSSE, 39(3),2007）

2.疲労回復スポーツドリンクの開発と活性に関する研究（食品安全品質誌、12(9)、2021）

3.www.acsm.org (アメリカスポーツ医学会 (ACSM)

4. さまざまな種類の糖分補給飲料が人間の持久力運動における運動能力と対応する代謝パラメータに及ぼす時間的影響。第11回全国スポーツ科学会議の抄録集。 （中国スポーツ科学協会、（3）、2019年）